prefazione

FMSLa soluzione del sistema di monitoraggio del metabolismo energetico, come ospite classico, durevole e versatile di misurazione metabolica ad alta precisione e ad alta risoluzione della famiglia SSI, è altamente favorita dagli scienziati biologici, ecologici e biomedici di tutto il mondo che studiano vari insetti, animali sperimentali, animali selvatici di piccole e medie dimensioni, pollame e bestiame e corpi umani. L'ulteriore aggiornamento e riprogettazione di FMS, con dimensioni più ridotte, capacità di archiviazione dei dati più grandi, grande touch screen intelligente, funzionamento semplificato e prezzo più ragionevole, accenderà ancora una volta l'entusiasmo innovativo degli scienziati focalizzati sulla ricerca sperimentale per la ricerca sul metabolismo biologico flessibile e mobile.

Il lato sinistro dell'immagine sopra mostra il nuovo ospite portatile dell'analizzatore metabolico FMS, l'immagine sopra mostra la teoria della misurazione metabolica e il manuale tecnico e il lato destro dell'immagine sopra mostra il piano del metabolismo energetico umano

area di applicazione

lRicerca sul comportamento adattivo, la fisiologia e l'evoluzione degli animali selvatici (compresi gli animali vettoriali) al loro ambiente

lStudi di obesità, cardiovascolare, diabete, invecchiamento e altri studi sulla salute utilizzando animali sperimentali come modelli

lRicerca sull'alimentazione e sulle emissioni di gas serra di animali economici come il bestiame e il pollame

lRicerca sanitaria sul corpo umano, compresa la fisiologia dell'esercizio fisico, la simulazione ambientale e l'alimentazione per popolazioni speciali

Caratteristiche tecniche

lQuesto strumento integra perfettamente la generazione e il controllo del flusso d'aria, l'interruttore di percorso del gas a doppio canale BaseLine/Chambers, la misurazione e la visualizzazione di CO2, O2 e H2O, l'acquisizione e lo stoccaggio dei dati, ecc. in una valigia portatile.

lGli analizzatori di gas utilizzati sono analizzatori di grado scientifico di alta qualità e ad alta risoluzione, in grado di misurare con precisione il contenuto di ossigeno, il contenuto di anidride carbonica, la pressione del vapore acqueo, la pressione atmosferica, la portata e la temperatura.

lMini host nuovissimo, robusto involucro, con maniglia per la massima portabilità, adatto per l'uso in loco in vari ambienti esterni complessi

lCompensazione automatica della temperatura e della pressione dell'aria, eliminando gli errori causati dalle variazioni della temperatura ambientale e della pressione dell'aria

l8Ingresso del segnale analogico di canale, compatibile con altri analizzatori o sensori, ingresso di temperatura a 4 canali

lIl touchscreen ultragrande mostra in tempo reale tutti i parametri dello strumento, può visualizzare contemporaneamente ossigeno, anidride carbonica, pressione di vapore d'acqua, pressione atmosferica, umidità relativa, segnale di ingresso analogico, dimensioni di archiviazione, situazione di campionamento, serie orarie e altri dati

lIl pannello dispone di uno slot per schede SD con una capacità massima di supporto di 32 GB che consente di archiviare immediatamente le informazioni sui dati senza la necessità di un computer separato

lSistema completo di monitoraggio del metabolismo con potente porta di espansione per il controllo multicanale o di vari fattori

lGli esperimenti sul campo possono essere effettuati con batterie agli ioni di litio (4,8 A-H) per almeno 6 ore di funzionamento

La foto in alto a sinistra è un video della televisione pubblica americana PBS che riporta il monitoraggio del metabolismo degli uccelli selvaggi utilizzando dispositivi portatili da 10 anni, e la foto in alto a destra è un programma di monitoraggio del metabolismo energetico in tempo reale ad alta risoluzione nello stile di vita sedentario.

Indicatori tecnici

1. Sensore: analizzatore di O2, tecnologia di celle a combustibile, vita utile di circa 2 anni, celle a combustibile sostituibili; Analizzatore di CO2, analisatore di gas infrarossi a doppia lunghezza d'onda senza dispersione; Analizzatore di vapore d'acqua, sensore capacitivo di elettrodo di platino

2. Rango di misurazione: O2， 0 - 100%； pressione atmosferica, 30-110 kPa; CO2， 0 –5%； Pressione vapore acqueo, 0-100% RH (senza condensazione), temperatura 0-100°C

3. Precisione: O2： 2-100% di letture 0,1%; CO2： 0-5% della lettura 1%; H2O: 1% della lettura RH 0-95%, 95-100% superiore al 2%; temperatura 0.2˚C

4. Risoluzione: O2: 0.001%； CO2: 0.0001%-0.01%； H2O: 0.001%RH

5. Drift del segnale: O2 a temperatura costante: <0,02% all'ora; CO2: < 0,001% all'ora; H2O: < 0,01% RH all'ora

6. Ingresso segnale: otto ingressi analogici bipolari di tensione standard, quattro ingressi di temperatura

7. Uscita analogica: 8 personalizzazioni

8. Uscita di controllo digitale: segnale logico 8TTL

9. Uscita digitale: RS-232 verso USB, interfaccia rapida Sablebus

10.Memoria integrata: scheda SD fino a 32 GB

11.Intervalo di archiviazione: da 0,1 sec a 1 ora personalizzato dall'utente

12.Flusso d'aria: 10-1500mL/min

13.Controllo del flusso: sistema di feedback termico microelettronico, il controllo del flusso d'aria collega effettivamente la pompa di flusso d'aria e il portatore (controllo microcomputer) attraverso un sistema di anello di feedback di precisione, fornendo contemporaneamente una valvola ad ago ad alta precisione; Precisione: 2% delle letture

14.Risoluzione di flusso: 0-99.9mL / min per 0.1mL / min; Oltre 100 ml/min fino a 1 ml/min

15.Il funzionamento dello schermo tattile consente di visualizzare in tempo reale i parametri dello strumento e di visualizzare contemporaneamente ossigeno, anidride carbonica, pressione di vapore idrico, pressione atmosferica, umidità relativa, segnale di ingresso analogico, dimensioni di archiviazione, situazione di campionamento, serie orarie e altri dati. Visualizzazione e analisi dei dati online con software per Windows

16.Temperatura di funzionamento: 3-50 °C, senza condensazione

17.Alimentazione: 12-15 VDC con adattatore AC 220V; Alimentazione opzionale con batteria al litio per facilitare le operazioni in campo.

18.Dimensioni: 35cm x 30cm x 15cm

19.Peso: 4 kg

Programma di supporto per la camera respiratoria per il monitoraggio del metabolismo portatile da sinistra a destra per elefanti, grilli, colibri volanti e insetti mediatori

Programmi di monitoraggio metabolico per soldati armati, uccelli in grappolo, mammiferi marini e piante, successivamente da sinistra a destra

Il diagramma sopra fornisce, successivamente da sinistra a destra, pacchetti di monitoraggio metabolico per gabbie metaboliche, sale respiratorie circolanti di roditori, attività spontanea o capacità fisica indotta dal movimento

Applicazione tipica 1

Comparison of the CO2 ventilatory response through development in three rodent species: Effect of fossoriality， Sprenger R J, Kim A B, Dzal Y A, et al. Respiratory physiology & neurobiology, 2019, 264: 19-27.

Questo articolo ha esaminato i modelli respiratori dei giovani di ratti, hamster e scoiattoli in individui di età giornaliera diversa e la sensibilità alla reazione a diverse concentrazioni di anidride carbonica, esplorando quindi la plasticità ambientale dello sviluppo dei giovani di diverse specie di roditori.

Applicazione tipica 2

Greater energy demand of exercise during pregnancy does not impact mechanical efficiency， Denize K M, Akbari P, da Silva D F, et al. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 2019.

L'American Academy of Obstetrics and Gynecology e l'Associazione canadese di obstetrici e ginecologi hanno pubblicato le ultime linee guida sulle attività delle donne incinte, raccomandando alle donne incinte di effettuare 150 minuti di esercizio fisico di intensità moderata per ridurre le complicazioni della gravidanza e favorire la salute della madre e del bambino. Tuttavia, si sa poco su come la gravidanza (il bambino come peso speciale) influisce sul consumo energetico, sulla capacità fisica attiva e sull'efficienza meccanica delle donne incinte. Lo studio ha quantificato il consumo energetico e l'efficienza meccanica di diversi programmi di esercizio attraverso il metabolismo energetico portatile FMS.

Il lato sinistro della figura mostra il confronto tra il consumo energetico di riposo tra gli individui di controllo, la gravidanza iniziale, metà gravidanza e la gravidanza tardiva. Il lato destro della figura mostra il consumo energetico di attività degli individui di controllo, la gravidanza iniziale, metà gravidanza e la gravidanza tardiva dopo un esercizio standard di 21 minuti* Indicare differenze significative nei risultati.

Questo studio ha scoperto in modo innovativo che 1) la domanda di energia per il tempo di esercizio durante la gravidanza è direttamente proporzionale all'aumento di peso; 2) L'efficienza meccanica rimane costante durante la camminata da bassa a moderata intensità.

Origine: Stati Uniti

Soluzioni tecniche facoltative

1)La tecnologia opzionale di imaging termico a infrarossi WIC può essere utilizzata congiuntamente per formare un sistema di analisi fisiologica del fenotipo metabolico animale

2) Software opzionale di monitoraggio video 2D & 3D e analisi del comportamento per il tracciamento 3D, l'analisi e l'output del modello del comportamento animale, la valutazione ad alta velocità dello stato di attività e del livello di movimento, il monitoraggio di punti multipli del corpo per la frequenza statistica dell'oscillazione della coda e gli esperimenti di oscillazione del corpo e il calcolo automatico della distanza inter individuale e della distanza vicina più vicina per esperimenti di comportamento degli sciami animali

3)Registratore di temperatura impiantabile opzionale (frequenza cardiaca, attività) per il monitoraggio in tempo reale della temperatura corporea degli animali, l'analisi dei modelli respiratori e il consumo energetico degli individui febbrili

4)Imaging iperspettrale opzionale per l'analisi del segnale di flusso sanguigno durante l'analisi del fenotipo metabolico, così come la diagnosi di visione automatica di modelli animali tumorali o confini chirurgici umani, e termografia medica a doppia luce infrarossa Thermo RGB per lo studio della febbre facciale negli esseri umani

Riferimenti (elenca solo alcuni riferimenti rappresentativi)

1.Charters J E, Heiniger J, Clemente C J, et al. Multidimensional analyses of physical performance reveal a size‐dependent trade‐off between suites of traits[J]. Functional Ecology, 2018, 32(6): 1541-1553.

2.Cochran J P, Haskins D L, Eady N A, et al. Coal combustion residues and their effects on trace element accumulation and health indices of eastern mud turtles (Kinosternonsubrubrum)[J]. Environmental Pollution, 2018, 243: 346-353.

3.de Melo Costa C C, Maia A S C, Nascimento S T, et al. Thermal balance of Nellore cattle[J]. International journal of biometeorology, 2018, 62(5): 723-731.

4.Denize, Kathryn M., et al. "Greater energy demand of exercise during pregnancy does not impact mechanical efficiency." Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism ja (2019).

5.Fernandes M H M R, Lima A R C, Almeida A K, et al.Fasting heat production of S aanen and A nglo N ubian goats measured using open‐circuit facemask respirometry[J]. Journal of animal physiology and animal nutrition, 2017, 101(1): 15-21.

6.Fonseca V C, Saraiva E P, Maia A S C, et al.Models to predict both sensible and latent heat transfer in the respiratory tract of Morada Nova sheep under semiarid tropical environment[J]. International journal of biometeorology, 2017, 61(5): 777-784.

7.Friesen C R, Johansson R, Olsson M. Morph‐specific metabolic rate and the timing of reproductive senescence in a color polymorphic dragon[J]. Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology, 2017, 327(7): 433-443.

8.Guigueno M F, Head J A, Letcher R J, et al. Early life exposure to triphenyl phosphate: Effects on thyroid function, growth, and resting metabolic rate of Japanese quail (Coturnix japonica) chicks[J]. Environmental pollution, 2019, 253: 899-908.

9.Haskins D L, Hamilton M T, Stacy N I, et al. Effects of selenium exposure on the hematology, innate immunity, and metabolic rate of yellow-bellied sliders (Trachemys scriptascripta)[J]. Ecotoxicology, 2017, 26(8): 1134-1146.

10.Ivy C M, York J M, Lague S L, et al. Validation of a pulse oximetry system for high-altitude waterfowl by examining the hypoxia responses of the Andean goose (Chloephagamelanoptera)[J]. Physiological and Biochemical Zoology, 2018, 91(3): 859-867.

11.Ladds M A, Slip D J, Harcourt R G. Swimming metabolic rates vary by sex and development stage, but not by species, in three species of Australian otariid seals[J]. Journal of Comparative Physiology B, 2017, 187(3): 503-516.

12.Lenard A, Gifford M E. Mechanisms Influencing Countergradient Variation in Prairie Lizards, Sceloporusconsobrinus[J]. Journal of Herpetology, 2019, 53(3): 196-203.

13.Louppe V, Courant J, Videlier M, et al.Differences in standard metabolic rate at the range edge versus the center of an expanding invasive population of Xenopus laevis in the West of France[J]. Journal of Zoology, 2018, 305(3): 163-172.

14.Maia A S C, Nascimento S T, Carvalho M D, et al. Enteric methane emission of Jersey dairy cows: an investigation on circadian pattern[C]//21ST INTERNATIONAL CONGRESS OF BIOMETEOROLOGY. 2017: 100.

15.Nascimento C C N, de França Carvalho Fonsêca V, de Melo Costa C C, et al.Respiratory functions and adaptation: an investigation on farm animals bred in tropical environment[J]. 2017.

16.Noren D P, Holt M M, Dunkin R C, et al.Echolocation is cheap for some mammals: Dolphins conserve oxygen while producing high-intensity clicks[J]. Journal of experimental marine biology and ecology, 2017, 495: 103-109.

17.Otálora-Ardila A, Flores-Martínez J J, Welch K C. The effect of short-term food restriction on the metabolic cost of the acute phase response in the fish-eating Myotis (Myotis vivesi)[J]. Mammalian Biology, 2017, 82(1): 41-47.

18.Sanguino R A. Rapamycin Interacts with Nutrition to Decrease Basal MetabolicRate of Drosophila melanogaster[M]. Adelphi University, 2017.

19.Sprenger R J, Kim A B, Dzal Y A, et al. Comparison of the CO2 ventilatory response through development in three rodent species: Effect of fossoriality[J]. Respiratory physiology & neurobiology, 2019, 264: 19-27.

20.Toler M. Kinetics and Energetics of Feeding Behaviors in Daubentoniamadagascariensis[D]. Duke University, 2017.